Датчик из графена в сочетании с полимером, способный мгновенно определять состав выдыхаемого человеком воздуха, создали исследователи Российской академии наук (РАН). По информации пресс-службы Российского научного фонда, прибор способен фиксировать признаки сахарного диабета, сердечной недостаточности и ряда других хронических заболеваний. Анализ выдыхаемого воздуха представляет собой неинвазивный диагностический метод, применяемый в медицине для оценки функции легких, обнаружения различных заболеваний, отслеживания воспалительных процессов и биохимических изменений в организме. Раньше большинство медицинских сенсоров регистрировали только физические параметры дыхания — частоту вдохов и выдохов, пульс, насыщение крови кислородом и артериальное давление. Между тем в выдыхаемом воздухе содержатся и химические маркеры, которые отражают происходящие в организме изменения. Исследователи из Института физики полупроводников (ИФП) им. А. Ржанова СО РАН (Новосибирск) и Объединенного института высоких температур РАН (Москва) создали сенсор на основе графена и полимера, способный с высокой точностью определять химический состав выдоха. «К примеру, при диабете и при некоторых сердечных заболеваниях в выдохе возрастает концентрация ацетона, а при нарушениях функции почек — содержится больше аммиака. Существующие же устройства для анализа выдыхаемого воздуха зачастую либо недостаточно чувствительны, либо слишком сложны и доступны лишь в клиниках. Поэтому разработка новых сверхчувствительных приборов крайне важна», — пояснила руководитель проекта, выполняемого при грантовой поддержке РНФ, старший научный сотрудник лаборатории физики и технологии трехмерных наноструктур ИФП им. А. Ржанова СО РАН Ирина Антонова. Небольшое медицинское устройство российских ученых представляет собой тонкую пленку, напечатанную на обычной офисной бумаге. Оно дает возможность оценить состояние пациента при заболеваниях сердца, при повышенном уровне глюкозы в крови, при астме и других патологических состояниях, а также определить, требуется ли обращение к врачу. Сенсор можно закреплять на теле пациента или на стандартной медицинской маске; его применение возможно в лечебных учреждениях, например, для постоянного контроля дыхания во время операций. «Прибор формирует спектр выдыхаемого воздуха, в котором отображаются пики ацетона, воды и, вероятно, этилена. Благодаря высокой чувствительности датчика можно даже отследить простое повышение уровня глюкозы в крови после приема пищи, замерив время, за которое организм перерабатывает нагрузку и возвращается к исходным низким значениям», — отметила Антонова. Аспирант ИФП СО РАН, один из разработчиков сенсора, Ярослав Растяпин© Фото: ИФП СО РАН/Артем Иванов1 из 5 2D принтер, с помощью которого печатают сенсоры© Фото: ИФП СО РАН/Артем Иванов2 из 5 Сенсор на медицинской маске, на графике показано изменение сигнала при выдохе© Фото: ИФП СО РАН/Артем Иванов